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Dialog mit der Gesellschaft zu nachhaltiger Landwirtschaft

Für nachhaltiges Wirtschaften werden landwirtschaftliche Betriebe bisher kaum honoriert. Die Regionalwert AG Freiburg sorgt mit ihrem Leistungsrechner dafür, dass der Mehraufwand für Umweltleistungen finanziell vergütet werden kann und möchte mit diesem Projekt die Wertsetzung der Gesellschaft stärker in die Berechnung einfließen lassen.

Für nachhaltiges Wirtschaften werden landwirtschaftliche Betriebe bisher kaum honoriert. Die Regionalwert AG Freiburg sorgt mit ihrem Leistungsrechner dafür, dass der Mehraufwand für Umweltleistungen finanziell vergütet werden kann und möchte mit diesem Projekt die Wertsetzung der Gesellschaft stärker in die Berechnung einfließen lassen.

Die Landwirtschaft soll nach dem Willen der Gesellschaft nachhaltiger wirtschaften: Umfragen zeigen, dass eine Mehrheit der Bundesbürger*innen bereit wäre, einen höheren Preis für ihre Lebensmittel zu bezahlen, wenn dafür Leistungen für die Umwelt und das Tierwohl erbracht würden. Mitte Oktober 2020 hat die EU-Agrarministerkonferenz eine Öffnung der GAP (Gemeinsame Agrarpolitik) für mehr leistungsorientierte Ausgleichszahlungen beschlossen. Diese Ausgangslage soll genutzt werden, um Methoden und Instrumente für den gesellschaftlichen Aushandlungsprozess über Wertigkeiten landwirtschaftlicher Leistungen für Umwelt, Gesellschaft und regionale Resistenz zu entwickeln und praktisch zu erproben.

Die Regionalwert AG Freiburg hat in Zusammenarbeit mit dem Agronauten e.V. in ihrem Projekt „Richtig rechnen in der Landwirtschaft“, das vom badenova Innovationsfonds gefördert wurde, eine Methodik zur Erfassung und Bewertung landwirtschaftlicher Leistungen in den Kategorien Soziales, Ökologie und Regionalwirtschaft ausgearbeitet. Anhand von ca. 150 Leistungsfaktoren werden die Anstrengungen für mehr Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft in einem definierten Prozess einzeln bewertet. Das Bewertungsschema ist unterteilt in die vier Einflussgrößen a) wissenschaftliche Kennzahlen von Schadenssummen und Vermeidungskosten, b) empirische Werte wie Benchmarks, c) Angaben von landwirtschaftlichen Praktiken und d) gesellschaftliche Wertsetzungen.

In einem Folgeprojekt will nun die Regionalwert AG Freiburg die spezielle Einflussgröße d) gesellschaftliche Wertsetzung für eine größere Zahl von Menschen aus unterschiedlichen Gesellschaftsgruppen zugänglich machen und ihr Werturteil in die Leistungsberechnung einbeziehen. Dazu werden digitale Instrumente ausgewählt und eingesetzt.

Durch das Projekt soll auch herausgearbeitet werden, welchen Einfluss Wissen über Landwirtschaft und Umwelt, Alter und geografische Verortung (Stadt oder Land) auf die Wertsetzungen haben.

Die Proband*innen werden in drei Gruppen à 200 votierenden Personen aufgeteilt: a) kein Wissenstransfer vor der Umfrage, b) einfache Erläuterung in Online-Seminaren und c) Workshops mit Dialog mit den Proband*innen.

Das Projekt wird in 2021 durchgeführt werden. Der Agronauten e.V., der Ernährungsrat Freiburg und die Bio-Musterregion werden als Projektpartner einbezogen.

Die Ergebnisse werden im Regionalwert-Leistungsrechner verwendet. Der Regionalwert-Leistungsrechner wird 2021 in verschiedenen Regionen Deutschlands und der Schweiz eingesetzt und dabei wissenschaftlich begleitet.

Das Projekt dient auf mehrfache Weise dem Klima- und Wasserschutz: die Bevölkerung erhält Wissen über die komplexen Zusammenhänge zwischen landwirtschaftlicher Arbeit und Umwelt, durch die Wertsetzung wird Bewusstsein über den Wert dieser Arbeit geschaffen, und letztlich wird durch die Monetarisierung der Werte die Voraussetzung für eine finanzielle Vergütung von Nachhaltigkeitsleistungen der Landwirtschaft geschaffen.

Projektdaten

Projektnummer 2021-03
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Regionalwert AG Freiburg
Laufzeit 01.05.2021 - 30.04.2022
Zuschuss 91.301,00 €

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Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

ARTHYMES Archaea Transform Hydrogen to Methane for Energy Storage
Offenburg

Methanisierung von Wasserstoff als Speicher für Überschussenergie

Wind- und Sonnenenergie stellen einen wachsenden Anteil am deutschen Strommarkt. Beide Energiequellen sind jedoch stark wetterabhängig, so dass die Einspeisung ins Stromnetz zwischen Überschüssen und Unterversorgung schwankt. Stromspeicher können diese Schwankungen ausgleichen, sind aber noch nicht flächendeckend vorhanden. Bisher kamen vor allem Pumpspeicherkraftwerke zum Einsatz, die aber allein den Speicherbedarf nicht decken können. Auch Elektroautos, zeigt ein vorheriges Innovationsfondsprojekt, eignen sich prinzipiell als Speicher für überschüssige Energie. Angesichts ihres nur langsam wachsenden Marktanteils sind auch sie bisher nicht als Stromspeicher im großen Maßstab geeignet. Das Erdgasnetz hingegen bietet eine Speicherkapazität von 200 TWh, ein Vielfaches der momentan benötigten etwa 15 TWh. Um elektrische Energie ins Gasnetz einzuspeisen, wird diese genutzt, um in einem elektrolytischen Prozess zuerst aus Wasser Wasserstoff zu gewinnen. Anschließend wird der Wasserstoff biologisch in Methan umgewandelt. Diese Technik ist jedoch bisher nur im Labormaßstab erprobt; die einzelnen Faktoren und beteiligten Mikroorganismen sind noch kaum erforscht. Das Projekt der Hochschule Offenburg untersuchte diesen Prozess der biologischen Methanisierung ausführlich und analysierte, inwiefern sich Wasserstoff als Cosubstrat für Biogasanlagen eignet. Biogas entsteht in einer anaeroben Fütterungskette, in der sich aus Substrat – also Energiepflanzen, Grünschnitt oder Abfallstoffen – zuerst Kohlendioxid und Wasserstoff und schließlich Methan bildet. Rohbiogas enthält allerdings immer noch 30 bis 50 Prozent CO2, das aufwändig ausgefiltert werden muss, bevor das Biogas ins Erdgasnetz eingespeist werden kann. Durch Zugabe von zusätzlichem Wasserstoff aus Überschussstrom zum Gärprozess kann auch das restliche CO2 zu Methan umgewandelt werden. Um dieses bisher nur im Labormaßstab erprobtes Verfahren der in situ-Methanisierung zu optimieren, erforschten die Offenburger Wissenschaftler verschiedene Verfahren, um den Wasserstoff in den Vergasungsprozess einzuschleusen, so dass er optimal durch die beteiligten Mikroorganismen, den Archaeen, verwertet wird, ohne diese zu beschädigen. Mit ihren weitreichenden Erfahrungen in der Biogasforschung analysierten die Forscher der Hochschule verfahrenstechnische, mikrobiologische, chemische und physikalische Aspekte der Methanisierung. Die Hochschule setzt sich hierbei die Entwicklung eines Moduls zum Ziel, dass nach Maßstabsübertrag in etwas 7000 deutschen Biogasanlagen integriert werden könnte. Das Projekt trägt so zur Lösung zweier Problemfelder bei: Zum einen bietet es große Speicherkapazitäten für Überschussenergie, zum anderen macht es Biogasanlagen ökologisch und ökonomisch effizienter, indem es den Substratbedarf reduziert. Weil das mit Methan behandelte Biogas kaum noch CO2 enthält, entfällt auch die aufwändige Aufbereitung, bevor das Gas ins Erdgasnetz eingespeist werden kann. Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt Durch Einbringen von Wasserstoff über blasenfreie Membranbegasung in Biogasanlagen kann ohne pH-Regulation die Methankonzentration im Rohbiogas auf 80-90 % gesteigert werden. Dabei steigt der pH-Wert an, wird aber noch von der Mikrobiologie toleriert. Die Wasserstoffkonzentration im Produktgas liegt bei wenigen Prozent. Der eingespeiste Wasserstoff wird nahezu vollständig umgesetzt. Methankonzentrationen von nahezu 100 % werden ohne pH-Regulation nur temporär erreicht, da der durch den CO2-Verbrauch auftretende extreme pH-Wert zu Schädigungen der Mikrobiologie führt. Ein Langzeitbetrieb mit solch hohen Methankonzentrationen ist jedoch bei pH-Regulation/Pufferung denkbar. Neben hochgasdurchlässigen, relativ teuren Membranen scheinen unter Berücksichtigung der Grenzwerte für die blasenfreie Begasung auch preisgünstigere Membranmaterialien geeignet zu sein. Die im Projekt getesteten Membranen zeigten kaum Biofilmbildung, so dass sie bei ausreichender Stabilität vermutlich auch längerfristig eingesetzt werden können.

Aufbau eines Netzes von Mobilitätsstationen in Offenburg und Umgebung - Erstellung eines Umsetzungskonzeptes
Offenburg

Mobilitätsstationen Offenburg. Nahverkehr und Leihfahrzeuge vernetzt.

Ein flexibler öffentlicher Nahverkehr reduziert klimaschädliche Emissionen und erhöht die Lebensqualität in Städten und Gemeinden. Zunehmend bieten Kommunen nicht nur Bus- und Bahnlinien, sondern ergänzen ihr Angebot für Kurzstrecken beispielsweise mit Leihrädern. Im Rahmen ihres Klimaschutzkonzeptes, baute Offenburg seit 2010 mehrere Leihradstationen auf. ( Innovationsfonds-Projekt 2010-02) Mit Mobilitätsstationen ergänzt die Stadt jetzt dieses Angebot. Neben Lastenrädern können Bürger, Touristen oder Geschäftsreisende an diesen Stationen je nach Bedarf auch Elektroräder (Pedelecs) oder Elektroautos mieten. Die Räder werden im bewährten Mietsystem in Zusammenarbeit mit der Firma Nextbike angeboten. Die Autos stehen im car-sharing zur Verfügung. Mobilstationen entstehen an Knotenpunkten der Innenstadt, in Wohn- oder Gewerbegebieten oder in benachbarten Gemeinden. Sie sind eingebunden in das Nahverkehrsnetz, so dass Nutzer nahtlos von Bus und Bahn auf Rad oder Elektroauto umsteigen können. Für viele Strecken innerhalb – und in der Zukunft auch außerhalb – des Stadtgebiets wird damit der Privat-PKW überflüssig. Gleichzeitig erreicht das System auch Nutzer, die aus finanziellen oder Altersgründen kein eigenes Auto besitzen. In der ersten Projektphase, die den Inhalt des Innovationsfonds-Projektes darstellte, ermittelt die Stadt potentielle Standorte, häufige Wegeketten und geeignete Fahrzeuge. Im Anschluss werden auf Basis der im Abschlussbericht dargestellten Erkenntnisse in einer Pilotphase 2014/2015 die ersten Stationen, vorrangig in Wohngebieten, realisiert. Nach einer Evaluation des Betriebes dieser ersten Stationen und einem erfolgreichem Abschluss der Pilotphase soll dann entschieden werden, ob weitere Stationen realisiert werden. An den Stationen werden die Elektrofahrzeuge über Photovoltaikstationen betriebsbereit gehalten. Mit einer Mobilitätskarte können die Nutzer Autos oder Räder entleihen, eine App zeigt die verfügbaren Fahrzeuge, deren Ladezustand sowie Fahrpläne des Nahverkehrs. In den folgenden Jahren plant die Stadt, Stationen in den restlichen Stadtteile und Gewerbegebieten einzurichten und ihr Angebot weiter mit dem anderer Städte und Gemeinden zu verknüpfen. Als „Modellkommune Elektromobilität“ der gleichnamigen Landesinitiative bietet Offenburg seinen Bürgern mit den Mobilitätsstationen ein flexibles Verkehrsnetz, das durch den Einsatz umweltfreundlicher Fahrzeuge klimaschädliche Emissionen reduziert. Die Mobilität in Offenburg wird weiter vorangetrieben. Die Marke „Einfach Mobil“ soll auch weiterhin für einfache Bedienung stehen, so auch mit dem neuen Innovationsfonds Projekt, wo es zukünftig Pedelecs für einem neuentwickelten Kombiständer geben wird, der beiden Fahrradtypen aufnimmt.

Grid2Smart - Konzeption zur Migration des Stromnetzes in ein Smart Grid mit einem hohen Anteil dezentraler Erzeuger
Freiburg

Intelligentes Stromnetz für dezentrale Erzeuger

Immer mehr Wasserkraft-, Windkraft-, und Solaranlagen speisen ihren Strom ins Netz ein. Auch die Zahl der KWK-Anlagen steigt stetig. Diese an sich erfreuliche Entwicklung stellt die Netzbetreiber vor neue Herausforderungen. Sie müssen zunehmend dezentrale Erzeuger in ihr Netz integrieren und für einen stabilen Betrieb sorgen. Auch für die Anlagenbetreiber ändert sich die Lage in den nächsten Jahren. Das KWK-Gesetz fördert schon 2011 viele Anlagen nicht mehr, so dass ihre Besitzer neue Strategien für eine wirtschaftliche Betriebsführung finden müssen. Die Gemeindewerke Gundelfingen, das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme und die badenova-Töcher Netz und WärmePlus analysierten deshalb die Netzsituation der Gundelfinger EEG- und KWK-Anlagen. Ziel war es, den Lastfluss zu berechnen und mögliche Energieszenarien zu erstellen. Dazu integrierten die Wissenschaftler die Daten aus dem Netz und von den Erzeugern in einen speziellen Betriebsführungsassistenten und in das geografische Informationssystem (GIS) der badenova. Dieser Betriebsführungsassistent für die Leitwarten entstand in einem früheren Projekt von ISE und badenova, das erstmals eine größere Anzahl dezentraler Anlagen zu einem ‚virtuellen Kraftwerk’ zusammenfasste. Nach einer Testphase simulierten die Forscher dann verschiedene Szenarien und konnten das Netz nach ökologischen oder wirtschaftlichen Kriterien optimieren. Das Projekt ist damit Modell für andere Gemeinden und Stromnetzbetreiber. Projekterkenntnisse: Durch State Estimation kann der Stromnetzzustand in Echtzeit bestimmt werden. Daraus ergeben sich Vorteile für die Betriebsführung und Planung der Netze. Es ist dafür ausreichend bereits vorhandene Messungen durch Wetterprognosen zu ergänzen. Die Untersuchung der Kraftwärmekopplungsanlagen im Netzgebiet zeigt auf, dass die angewendeten Betriebsführungsstrategien bereits sehr gut sind. Eine weitere Verdienstmöglichkeit ist Eigenstromnutzung. Damit können die Strombezugskosten verringert werden. Spannungsabhängige Einspeisung von Blindleistung ist eine sehr effiziente Möglichkeit zur Spannungsregelung. Die komplexe Parametrierung der Anlagen ist Aufgabe der Anlagenbetreiber. Um die Einstellungen zu überprüfen, sollte der Netzbetreiber temporär das Verhalten der Anlage messen.